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Profesora Lillian A. Feliciano Cintrón
Profesor Juan O. Cintrón Cintrón
Propiedades de la Materia
Materia
• Todo cuanto nos rodea en la naturaleza
está constituido por materia, que es lo
que forma los cuerpos.
• La materia se nos presenta en cuatro
estados físicos, llamados estados de
agregación: sólido, líquido, gaseoso,
plasma y puede pasar de un estado a
otro al variar la temperatura,
produciendo los “cambios de estado”.
Propiedades Físicas
• La materia tiene propiedades que varían
de unos cuerpos a otros. Aunque son
muchas las que podemos estudiar: el
color, el sabor, la dureza..., sabemos que
no todas se dan en todas las sustancias;
porque ¿qué dureza tienen los líquidos?,
¿a qué huele un trozo de hierro? o ¿qué
sabor tiene el aire?
• Por ello, nos fijamos en dos que sí tienen
todos los cuerpos, llamadas propiedades
fundamentales: el volumen y la masa.
Propiedades intensivas y
extensivas
Intensiva- No depende de
la cantidad de materia.
Extensiva- Depende de la
cantidad de materia.
•
•
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Masa
Longitud
Volumen
Maleabilidad
Conductividad
Ductilidad
Densidad
Punto de fusión
Punto de ebullición
Color
Estado
Preparación de un Polímero
• Materiales
– Pega Blanca
– Colorante vegetal
– Vaso plástico
– Cuchara
– Solución de Bórax
Propiedades Químicas
• Es la capacidad de una sustancia para
combinarse o cambiar en una o más
sustancias.
• Ejemplo
–
–
–
–
–
–
–
Oxidación
Flamear
Efervescencia
Fermentación
Enmohecer
Decolorar
explotar
Competencia Química
• Materiales
– Dos vasos de precipitado de 1000mL
– Acetona
– Agua
– foam
Átomo
• En física y química, átomo (del latín atomum, y
éste del griego άτομον, indivisible) es la unidad
más pequeña de un elemento químico que
mantiene su identidad o sus propiedades y que
no es posible dividir mediante procesos
químicos.
• El concepto de átomo como bloque básico e
indivisible que compone la materia del universo
ya fue postulado por la escuela atomista en la
Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no
quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el
desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se
comprobó que el átomo puede subdividirse en
partículas más pequeñas.
Modelos de átomos
Átomo" es una palabra griega que significa "lo
más pequeño de la materia que se puede
dividir"… aunque actualmente sabemos que los
mismos átomos se pueden dividir… ¡y hasta
desintegrar!, produciendo la Bomba Atómica.
"
Su tamaño: Un milímetro se divide en mil billones
de partes y esa es la medida de un átomo. Su
peso: La trillonésima parte de un gramo: Un
gramo dividido en un billón de billones de partes,
eso es un átomo… nadie lo puede ver, sólo sus
efectos!.
[
John Thomson
Modelo atómico de Thomson
Artículo principal: Modelo atómico de Thomson
Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph
John Thomson, se determinó que la materia se componía
de dos partes, una negativa y una positiva. La parte
negativa estaba constituida por electrones, los cuales se
encontraban según este modelo inmersos en una masa de
carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la
analogía del inglés plum-pudding model).
Modelo de Rutherford
Ernest Rutherford
Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a
partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce
como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un
avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el
átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin
embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte
positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene
virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los
electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en
órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos.
A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más
común del átomo del público no científico. Rutherford predijo
la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el
modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.
Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba
varias incongruencias:
•Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk
Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante
datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga
eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería
emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría
un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la
materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente.
•No explicaba los espectros atómicos.
Modelo de Bohr
Neils Bohr
Modelo atómico de Bohr
Artículo principal: Modelo atómico de Bohr
Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de
hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de
Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de
absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de
la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el
fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert
Einstein.
De acuerdo a esto, el átomo propuesto por Bohr consiste en
un núcleo de hidrógeno alrededor del cual gira en órbitas
circulares un electrón, ocupando la órbita permitida de menor
energía, es decir, la más cercana al núcleo. El número de
órbitas permitidas para el electrón se encuentra restringido por
su nivel energético, y el electrón puede pasar a una órbita de
mayor energía solamente absorbiendo una cantidad de
energía específica (cuanto). El proceso inverso también es
posible, que un electrón pase de una órbita de mayor energía
a una de menor, liberando una cantidad específica de energía.
Erwin Schrödinger
Modelo de Schrödinger: Modelo Actual
Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los
primeros niveles de energía.
Artículo principal: Modelo atómico de Schrödinger
Luego de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza
ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por
Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el
modelo del átomo.
En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de
los electrones como esferas diminutas con carga que giran en
torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a
nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del
átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones
por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual
representa la probabilidad de presencia en una región
delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce
como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para
los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de
hidrógeno y oxigeno.
Partículas subatómicas
• Protones – partículas positivas se
encuentran en el núcleo del átomo.
• El número de protones = al número
atómico en la tabla periódica.
• Neutrones- Partícula neutra
• Electrones- Partículas con cargas
negativas. Se mantienen dentro del
átomo por su atracción con el núcleo.
Demostración del tamaño
del átomo
• Materiales
– Globo tamaño mediano
– Gotero
– Extracto de vainilla
Elementos
• Elemento Químico
•
• Es toda aquella sustancia que no se puede descomponer en
otras más simples mediante procesos químicos. Ejemplos de
elementos son: cobre, oro, sodio, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno. Para representar a los elementos se emplea un
conjunto de símbolos químicos que son combinaciones de
letras.
• La primera letra del símbolo químico es siempre mayúscula
acompañada por una segunda y hasta una tercera, que son
siempre minúsculas. Los símbolos de algunos elementos
provienen de su nombre en latín, por ejemplo, el elemento
sodio se simboliza Na ( natrium ), el hierro, Fe ( ferrum ),
otros están relacionados con una zona geográfica, el galio (
Ga ) y el germanio ( Ge ). Uno sólo, el del tungsteno, W,
proviene de la palabra en alemán wolfram.
•
Primera Tabla Periodica
• Esta tabla fue la primera
presentación coherente de
las semejanzas de los
elementos.
• El se dio cuenta de que
clasificando los elementos
según sus masas atómicas
se veía aparecer una
periodicidad en lo que
concierne a ciertas
propiedades de los
elementos.
• La primera tabla contenía
63
elementos. propiedades
de los elementos
Diversos Modelos de Tablas
Periodicas
Los Elementos y la Vida
• Los elementos forman todo lo que está a nuestro alrededor,
incluyendo los árboles de un bosque, las mascotas, e
incluso ¡TU!.
• Si observas criaturas vivientes a través de un microscopio,
podrás ver que la vida está hecha de pequeños
compartimentos llamados células. Diminutas formas de
vida como las bacterias, sólo tienen una célula; mientras
que los animales de gran tamaño tienen millones de
células. No importa qué tipo de vida formen, las células de
cada criatura están hechas de átomos de diferentes
elementos.
• Los elementos más comunes en las células son:
Hidrógeno(H) 59%
Oxígeno(O) 24%
Carbón(C) 11%
Nitrógeno(N) 4%
Y otros como el fósforo (P) y el sulfuro (S) 2% combinado
Los Elementos y la Vida
• ¡Pero estos no son los únicos elementos que cumplen
un papel importante para los seres vivientes!. Las
plantas y los animales necesitan gran variedad de
elementos para poder sobrevivir y crecer.
• Algunos elementos que son importantes para los
animales (incluyendo a las personas) son: el calcio (Ca),
para los huesos y los músculos; el cloro (Cl), para la
digestión de los alimentos, el flúor (F), para el esmalte
dental y, finalemente, el hierro (Fe), que ayuda a llevar,
alrededor del cuerpo, el oxígeno esencial.
• Las plantas también necesitan ciertos elementos para
poder sobrevivir y crecer, incluyendo al magnesio (Mg);
y el cloro (Cl), que ayuda a las plantas a convertir la
energía del Sol en alimento. Algunas plantas, tales
como el pasto, contienen silicona (Si), que las hace muy
fuertes.
¿Qué son electrolitos?
• Los electrolitos son minerales que se
encuentran en el cuerpo y ayudan a
mantener el balance de agua en el
cuerpo, a la comunicación de los
nervios y al movimiento de los
músculos. Los electrolitos más
comunes son el sodio, potasio y cloro.
Estos electrolitos son los que le dan el
sabor salado al sudor.
La Química en los deportes
• Materiales
– Cubetas
– Detector de electrolitos
– Bebidas energéticas
– Agua destilada
– Alcohol
– Agua del grifo
Bebidas Deportivas
• La hidratación es bien importante
durante el deporte. La perdida de
agua al sudar puede causar que baje
el volumen de sangre en el cuerpo.
Esto produce mareos, calambres en
los músculos ,fatiga y hasta problemas
en el corazón.
Estructura Molecular
•
•
•
Distribución de los átomos en un compuesto por medio de los
enlaces químicos. Existen varias modalidades de enlaces y las
características típicas de la sustancia se deben a ellas. Cuando los
átomos de un elemento pierden uno o más electrones se
convierten en cationes cargados positivamente. Estos electrones
son captados por los átomos de otro elemento, convirtiéndolos en
aniones cargados negativamente.
Como las cargas positivas y negativas se atraen, esos cationes y
aniones se unen mediante un enlace iónico para formar un
conjunto que consiste en grandes cantidades de iones de ambas
clases. El compuesto resultante se llama compuesto iónico. Un
ejemplo es el cloruro de sodio, que está compuesto por la misma
cantidad de cationes de sodio y aniones de cloro. Casi todos los
compuestos iónicos contienen un elemento metálico, porque sólo
estos elementos pueden perder electrones fácilmente y formar
cationes, y un elemento no metálico que capta los electrones.
Los átomos de los compuestos que no son iónicos se mantienen
unidos por enlaces covalentes. Un enlace covalente consiste en un
par de electrones que son compartidos por dos átomos vecinos. Los
enlaces covalentes son típicos entre los elementos no metálicos.
Hay dos clases principales de sustancias con enlaces covalentes: las
sustancias moleculares y los sólidos covalentes reticulares.
Compuesto Iónico
• El enlace iónico es una forma de unión química
de los átomos en la que los electrones se
transfieren de un átomo a otro de manera que
los átomos tengan al final capas electrónicas
totalmente llenas.
• En el caso del cloruro de potasio, cada átomo de
potasio pierde un único electrón, que es ganado
por el átomo de cloro. Cuando se transfieren los
electrones, que tienen carga negativa, los
átomos de los que proceden se convierten en
iones positivos, o cationes, mientras que
aquellos a los que se añaden se convierten en
iones negativos, o aniones.
• Los cationes y los aniones se atraen
mutuamente con gran intensidad, y se ubican en
una red regular en la que los vecinos inmediatos
de cada ion son de signo opuesto.
Molécula
• Una molécula se forma cuando dos o mas átomos se
unen mediante enlaces covalentes.
• Ejemplo: azúcares, proteínas, grasas, el ADN, que se
encuentran en tu cuerpo.
• En un enlace covalente los electrones de valencia se
comparten .
• Los enlaces covalentes generalmente se presentan
cuando los elementos están relativamente cerca en la
tabla periódica.
• La mayoría de los enlaces covalentes se forman entre
elementos no metálicos.
• C H12O6 - Glucosa
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